KR20210074860A

KR20210074860A - 차체 조립 구조

Info

Publication number: KR20210074860A
Application number: KR1020190165972A
Authority: KR
Inventors: 김도회
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-22
Also published as: DE102020208220A1; CN112977638A; US20210179195A1; US11254366B2

Abstract

본 발명에서는 별도의 새로운 금형 개발을 요구하지 않거나 최소화하면서, 필요로 하는 차량의 필러 구조를 용이하게 구성하여, 다양한 차종에 쉽게 공용화가 가능하다. 이로 인해, 신규 차종 개발이 용이하고, 다품종 소량생산 방식에서도 효율적이다. 또한, 루프의 강성 및 조립성이 확보되는 차체 조립 구조가 소개된다.

Description

차체 조립 구조 {VEHICLE BODY JOINT STRUCTURE}

본 발명은 차체 조립 구조에 관한 것으로서, 리어 필러의 구조 변경을 통해 타 부품과 연결의 확장성이 확보되는 차체 조립 구조에 관한 것이다.

차량의 필러는 필러의 위치에 따라 프런트필러, 센터필러, 리어필러로 구분이 되고, 차량의 지붕을 지지하는 역할뿐만 아니라, 차체의 강성 및 안전성 향상을 위해 중요한 역할을 한다.

종래의 필러는, 모노코크 타입으로 설계함에 있어 여러 개의 금형 파트가 조합되는 구조로서, 강성은 뛰어나지만 다양한 디자인의 차량을 구현하거나 또한 세그먼트 별로 공용화하기에는 디자인 파트로서 거의 불가능하다.

물론, 기존 모노코크 구조에서 프런트필러 전체를 하나의 인너멤버와 아우터멤버의 DRAW 금형으로 설계가 가능하지만 타 부품과 연결을 위한 확장성이 거의 불가능하고 매차종마다 디자인별로 금형을 새로 개발해야 한다.

즉, 다품종 소량 생산 또는 스마트팩토리를 통한 생산시에 많은 설계변경이 요구되고 있고, 그에 따라 금형의 개수도 비약적으로 증대하여 생산원가가 높아질 수밖에 없는 문제가 있다.

따라서, 이러한 종래의 단점을 극복하면서 강성적인 측면과 타 부품과의 연결을 위한 확장성을 확보할 수 있는 새로운 구조의 차체 내지 필러 구조가 요구되고 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2014-0091510 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 리어 필러의 구조 변경을 통해 타 부품과 연결의 확장성이 확보되는 차체 조립 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체 조립 구조는 플로워조립체의 측면에 배치되는 로어판넬; 로어판넬의 상방으로 연장되어 차체 루프를 이루는 루프조립체에 연결된 어퍼판넬; 및 플로어조립체와 루프조립체를 연결하도록 상하방향으로 연장되고 어퍼판넬과 마주하도록 배치되어 어퍼판넬과 결합되는 연결파이프;를 포함한다.

플로어조립체는 양측으로 사이드실을 가지는 플로어와, 플로어의 사이드실에서 후방으로 배치되며 휠이 장착되는 휠장착부가 구성되고, 로어판넬이 휠장착부에 결합된 것을 특징으로 한다.

휠장착부는 사이드실에서 후방으로 연장된 리어사이드멤버와, 리어사이드멤버의 상방에 결합되며 면적을 가지도록 형성된 패널부와, 패널부의 상단에 결합되고 리어사이드멤버와 동일한 방향으로 연장된 수평멤버부와, 패널부를 상하방향으로 가로지르도록 연장되어 리어사이드멤버와 수평멤버부가 연결되도록 하는 수직멤버부가 구성된 것을 특징으로 한다.

로어판넬는 상단부에 어퍼판넬이 결합되고 하단부가 휠장착부에 장착되는 휠을 감싸는 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

로어판넬의 상단부에는 연결파이프의 하부를 감싸는 지지부가 형성되고, 지지부에 연결파이프의 하부가 결합되는 것을 특징으로 한다.

로어판넬는 상단부에서 하단부까지의 테두리가 휠장착부의 테두리를 따라 매칭되어 휠장착부에 결합된 것을 특징으로 한다.

연결파이프는 폐쇄형 단면을 가지는 다각형으로 형성되고, 어퍼판넬에는 연결파이프의 외측면으로 연장되어 연결파이프와 오버랩되는 연장단부가 형성된 것을 특징으로 한다.

어퍼판넬과 연결파이프는 마주하는 면이 서로 매칭되어 결합된 것을 특징으로 한다.

일단부가 어퍼판넬에 결합되고 타단부가 연결파이프에 결합되어 어퍼판넬과 연결파이프를 연결시키는 브라켓이 마련된 것을 특징으로 한다.

연결파이프는 복수로 구성되어 어퍼판넬과 마주하는 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.

로어판넬, 어퍼판넬, 연결파이프를 감싸도록 형성되고, 로어판넬, 어퍼판넬, 연결파이프의 외측에서 감싸면서 결합되는 사이드아웃터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차체 조립 구조는 별도의 새로운 금형 개발을 요구하지 않거나 최소화하면서, 필요로 하는 차량의 필러 구조를 용이하게 구성하여, 다양한 차종에 쉽게 공용화가 가능하다. 이로 인해, 신규 차종 개발이 용이하고, 다품종 소량생산 방식에서도 효율적이다. 또한, 루프의 강성 및 조립성이 확보된다.

도 1은 본 발명에 따른 차체 조립 구조를 나타낸 도면.
도 2 내지 8은 도 1에 도시된 차체 조립 구조에 따른 리어 필러 구조를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차체 조립 구조에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 차체 조립 구조를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 8은 도 1에 도시된 차체 조립 구조에 따른 리어 필러 구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 모듈화된 차체에 대한 것으로서, 일례로 도 1에 도시된 바와 같이, 차체를 구성함에 있어 프론트에이프런조립체(11), 대쉬조립체(12), 센터플로워조립체(13) 및 리어플로워조립체(14)가 플로워조립체(10)를 구성하고, 프론트로어판넬(21), 리어사이드조립체(23), 백조립체(22) 및 루프조립체(24)가 어퍼조립체(20)를 구성하며, 이들 플로워조립체(10)와 어퍼조립체(20)가 조립된 상태에서, 휀더(31), 사이드아웃터(32) 및 루프패널(33)로 이루어진 스킨조립체(30)를 결합하면, 모듈화되는 차체를 형성할 수 있다.

상술한 모듈화 차체는 하나의 실시예로서, 해당 실시예는 모듈화 차체의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 실제 차체를 형성시 조립순서 및 각 구성들이 변경될 수 있다.

본 발명은 상술한 어퍼조립체를 이루는 리어사이드조립체(23)와 루프조립체(24)의 연결 구조에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 플로어조립체(300)의 측면에 배치되는 로어판넬(100); 로어판넬(100)의 상방으로 연장되어 차체 루프를 이루는 루프조립체(200)에 연결된 어퍼판넬(400); 및 플로어조립체(300)와 루프조립체(200)를 연결하도록 상하방향으로 연장되고 어퍼판넬(400)과 마주하도록 배치되어 어퍼판넬(400)과 결합되는 연결파이프(500);를 포함한다. 로어판넬(100)과 어퍼판넬(400)의 경우 상술한 어퍼조립체(20)에서 리어로어리어사이드조립체(23)에 해당되는 것이다.

여기서, 플로어조립체(300)는 차체의 바닥면을 이루는 플로어(310)가 마련되며, 플로어조립체(300)의 측방에는 로어판넬(100)이 결합된다. 특히, 로어판넬(100)의 상방으로 어퍼판넬(400)이 결합되며, 어퍼판넬(400)은 로어판넬(100)의 상방으로 연장되어 루프조립체(200)에 연결된다. 이러한 어퍼판넬(400)은 리어필러인 C필러일 수 있으며, 상하로 연장되는 수직면과 수직면의 양측에서 꺾여지는 측면을 가지는 'C'형상의 프레임으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 어퍼판넬(400)을 길이방향으로 연장하거나 축소하여, 다양한 차종이나 모델에 용이하게 적용 가능하다.

연결파이프(500)는 플로어조립체(300)와 루프조립체(200)를 연결하도록 상하방향으로 연장되고, 어퍼판넬(400)과 마주하도록 배치되어 어퍼판넬(400)과 결합된다. 이러한 연결파이프(500)는 어퍼판넬(400)과 동일한 형상을 가질 수 있으며, 또는 다각형을 가지도록 형성될 수도 있다. 또한, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)는 마주하는 면이 서로 매칭되어 결합됨으로써 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 지지 강성이 확보된다. 이에 따라, 연결파이프(500)를 길이방향으로 연장하거나 축소하여, 다양한 차종이나 모델에 용이하게 적용 가능하다.

이처럼, 플로어조립체(300)에 대해 루프조립체(200)를 지지하는 구성으로서, 어퍼판넬(400)은 상부가 루프조립체(200)에 결합되고 하부가 플로어조립체(300)에 결합된 로어판넬(100)에 결합되며, 연결파이프(500)는 상부가 루프조립체(200)에 결합되고 하부가 플로어조립체(300)에 결합됨으로써, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)에 의해 루프조립체(200)의 지지강성 및 강성이 확보된다. 아울러, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 길이를 변경하여, 다양한 차종에 적용이 용이하다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 플로어조립체(300)는 양측으로 사이드실(311)을 가지는 플로어(310)와, 플로어(310)의 사이드실(311)에서 후방으로 연장되며 휠이 장착되는 휠장착부(320)가 구성되고, 로어판넬(100)이 휠장착부(320)에 결합될 수 있다.

이렇게, 플로어조립체(300)는 양측으로 사이드실(311)이 구비된 플로어(310)와 플로어(310)에서 후방으로 연장되는 휠장착부(320)로 구성된다. 여기서, 플로어(310)의 경우 사이드실(311) 외의 크로스멤버 등이 구성될 수 있으나, 미도시하였다. 이러한 플로어(310)의 사이드실(311)에는 후방으로 휠장착부(320)가 형성되고, 휠장착부(320)는 휠이 장착될 수 있도록 일정면적을 가지도록 형성되며 휠이 장착되는 부위의 강성을 보강하기 위한 리브부(321)가 형성될 수 있다. 이렇게, 플로어(310)와 휠장착부(320)는 일체로 성형되어 제작될 수 있으며, 플로어(310)와 휠장착부(320)가 일체 성형됨에 따라 강도와 강성이 확보된다.

상술한 휠장착부(320)는 사이드실(311)에서 후방으로 연장된 리어사이드멤버(325)와, 리어사이드멤버(325)에 상방에 결합되며 면적을 가지도록 형성된 패널부(322)와, 패널부(322)의 상단에 결합되고 리어사이드멤버(325)와 동일한 방향으로 연장된 수평멤버부(323)와, 패널부(322)를 상하방향으로 가로지르도록 연장되어 리어사이드멤버(325)와 수평멤버부(323)가 연결되도록 하는 수직멤버부(324)가 구성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 휠장착부(320)는 리어사이드멤버(325), 패널부(322), 수평멤버부(323), 수직멤버부(324)로 구성된다. 여기서, 리어사이드멤버(325)는 사이드실(311)의 후방에 결합되며 폐단면을 가지도록 형성될 수 있다. 패널부(322)는 면적을 가지도록 형성되어 차량의 실내외 공간을 구획하고, 휠이 장착된다. 이러한 패널부(322)의 상단에는 수평멤버부(323)가 형성되며, 수평멤버부(323)의 경우 폐단면을 형성하면서 리어사이드멤버(325)의 연방방향을 따라 연장된다.

또한, 수평멤버부(323)가 폐단면을 형성함에 따라 자체 강도가 확보되어 상방으로 연결파이프(500)의 결합시 연결파이프(500)와 함께 루프조립체(200)를 지지할 수 있다.

아울러, 수평멤버부(323)와 리어사이드멤버(325)는 패널부(322)를 가로지르도록 상하방향으로 연장된 수직멤버부(324)에 의해 연결됨으로써, 수직하중에 대한 지지강성이 증대된다. 이로 인해, 휠장착부(320)는 수직방향으로 지지 강성이 확보되어 루프조립체(200)를 견고하게 지지할 수 있고, 자체 강도가 확보됨에 따라 충돌에 따른 안정성이 향상된다.

한편, 로어판넬(100)은 상단부에 어퍼판넬(400)이 결합되고 하단부가 휠장착부(320)에 장착되는 휠을 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

로어판넬(100)의 상단부에는 어퍼판넬(400)이 용접 또는 리벳 등의 방식으로 결합되며 하단부는 휠장착부(320)에 장착되는 휠의 지오메트리를 고려하여 원형으로 커팅될 수 있다. 또한, 로어판넬(100)은 플로어조립체(300)의 측방에서 별물로 구성되어 결합됨에 따라 디자인 자유도가 확보된다.

상술한 로어판넬(100)의 상단부에는 연결파이프(500)의 하부를 감싸는 지지부(110)가 형성되고, 지지부(110)에 연결파이프(500)의 하부가 결합될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 로어판넬(100)의 상단부에서 연결파이프(500)의 하부가 지지부(110)에 의해 감싸짐에 따라 연결파이프(500)가 지지부(110)를 매개로 지지되는 구조가 형성되어, 견고한 결합 구조를 형성할 수 있다. 여기서, 로어판넬(100)의 지지부(110)는 연결파이프(500)의 하부를 감싼 상태에서 연결파이프(500)에 결합됨에 따라 로어판넬(100)의 결합 강성이 확보되고 연결파이프(500)의 지지 강도가 증대된다.

또한, 로어판넬(100)의 지지부(110)가 연결파이프(500)에 매칭됨으로써, 로어판넬(100)을 플로어조립체(300)에 결합시 고정 위치가 결정되어 제작 용이성이 향상된다.

이러한 로어판넬(100)은 상단부에서 하단부까지의 테두리가 휠장착부(320)의 테두리를 따라 매칭되어 휠장착부(320)에 결합될 수 있다. 즉, 로어판넬(100)은 휠장착부(320)의 외측 테두리의 형상에 대응되도록 형성될 수 있으며, 테두리가 휠장착부(320)의 테두리에 용접 또는 리벳 등의 방식으로 결합되어 고정될 수 있다. 여기서, 로어판넬(100)은 상단부가 어퍼판넬(400) 및 연결파이프(500)를 포함하여 휠장착부(320)의 상부에 결합될 수 있고, 일단부가 휠장착부(320)의 전방 하부에 결합될 수 있으며, 타단부가 휠장착부(320)의 상부에서 후방 단부에 결합될 수 있다. 이렇게, 로어판넬(100)은 휠장착부(320)에 대해 일부 지점이 결합되어, 과도한 결합 부위 증대로 인한 내구 저하를 방지하고 경사지거나 굴곡진 부분을 회피하여 결합 작업의 용이성이 확보된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 연결파이프(500)는 폐쇄형 단면을 가지는 다각형으로 형성되고, 어퍼판넬(400)에는 연결파이프(500)의 외측면으로 연장되어 연결파이프(500)와 오버랩되는 연장단부(410)가 형성될 수 있다.

이렇게, 연결파이프(500)는 폐쇄형 단면을 가지는 다각형으로 형성됨에 따라 자체 강성이 확보된다. 물론, 연결파이프(500)의 경우 어퍼판넬(400)과 같이 일부면이 개방된 'C'형상으로 형성될 수 있으나, 연결파이프(500)는 플로어조립체(300)와 루프조립체(200)에 연결됨에 따라 자체 강도가 확보되어야 하는바, 폐쇄형 단면을 가지는 다각형으로 형성됨이 바람직하다.

이와 더불어, 어퍼판넬(400)에는 연결파이프(500)의 외측면으로 연장되는 연장단부(410)가 형성되고, 연장단부(410)는 연결파이프(500)와 오버랩됨으로써, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500) 간의 결합 강성이 향상된다. 또한, 연결파이프(500)는 어퍼판넬(400)의 연장단부(410)를 매개로 지지되는 구조가 형성되어 견고한 지지 강도가 형성될 수 있다.

한편, 도 5에서 볼 수 있듯이, 일단부가 어퍼판넬(400)에 결합되고 타단부가 연결파이프(500)에 결합되어 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)를 연결시키는 브라켓(430)이 마련될 수 있다. 이러한 브라켓(430)은 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 중단부에 위치될 수 있으며, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)를 연결시킴에 따라 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 결합 강성이 확보된다. 또한, 브라켓(430)은 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)에 결합된 상태에서, 다른 부품이 체결될 수 있음에 따라, 추후 타부품인 아우터 결합시 결합 강성이 확보되도록 할 수 있다.

한편, 연결파이프(500)는 복수로 구성되어 어퍼판넬(400)과 마주하는 방향으로 배치될 수 있다.

이는, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 연결 구조에 따른 다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 연결파이프(500)는 복수개로 구성되고, 어퍼판넬(400)과 마주하는 방향으로 배치된 상태에서 상호 결합될 수 있다. 이로 인해, 어퍼판넬(400)과 연결파이프(500)의 결합 자유도가 향상되고, 연결파이프(500)의 개수에 따라 추가적인 강성 확보가 용이하다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 사이드아웃터(32)가 로어판넬(100), 어퍼판넬(400), 연결파이프(500)를 감싸도록 형성되고, 로어판넬(100), 어퍼판넬(400), 연결파이프(500)의 외측에서 감싸면서 결합될 수 있다. 이렇게, 로어판넬(100)이 플로어조립체(300)에 결합된 상태에서 어퍼판넬(400)을 매개로 루프조립체(200)와 결합되고, 연결파이프(500)가 플로어조립체(300)와 루프조립체(200)에 결합된 상태에서, 사이드아웃터(32)가 로어판넬(100), 어퍼판넬(400), 연결파이프(500)의 외측에서 감싸면서 결합됨에 따라 강도와 강성이 추가되는 결합 구조를 형성할 수 있다. 아울러, 사이드아웃터(32)의 디자인에 따라 차량의 외부 형상이 결정되어 디자인의 변경이 용이하다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차체 조립 구조는 별도의 새로운 금형 개발을 요구하지 않거나 최소화하면서, 필요로 하는 차량의 필러 구조를 용이하게 구성하여, 다양한 차종에 쉽게 공용화가 가능하다. 이로 인해, 신규 차종 개발이 용이하고, 다품종 소량 생산 방식에서도 효율적이다. 또한, 루프의 강성 및 조립성이 확보된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:로어판넬 110:지지부
200:루프조립체 300:플로어조립체
310:플로어 311:사이드실
320:휠장착부 321:리브부
322:패널부 323:수평멤버부
324:수직멤버부 325:리어사이드멤버
400:어퍼판넬 410:연장단부
430:브라켓 500:연결파이프

Claims

플로워조립체의 측면에 배치되는 로어판넬;
로어판넬의 상방으로 연장되어 차체 루프를 이루는 루프조립체에 연결된 어퍼판넬; 및
플로어조립체와 루프조립체를 연결하도록 상하방향으로 연장되고 어퍼판넬과 마주하도록 배치되어 어퍼판넬과 결합되는 연결파이프;를 포함하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
플로어조립체는 양측으로 사이드실을 가지는 플로어와,
플로어의 사이드실에서 후방으로 배치되며 휠이 장착되는 휠장착부가 구성되고, 로어판넬이 휠장착부에 결합된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 2에 있어서,
휠장착부는 사이드실에서 후방으로 연장된 리어사이드멤버와, 리어사이드멤버의 상방에 결합되며 면적을 가지도록 형성된 패널부와, 패널부의 상단에 결합되고 리어사이드멤버와 동일한 방향으로 연장된 수평멤버부와, 패널부를 상하방향으로 가로지르도록 연장되어 리어사이드멤버와 수평멤버부가 연결되도록 하는 수직멤버부가 구성된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 2에 있어서,
로어판넬는 상단부에 어퍼판넬이 결합되고 하단부가 휠장착부에 장착되는 휠을 감싸는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 2에 있어서,
로어판넬의 상단부에는 연결파이프의 하부를 감싸는 지지부가 형성되고, 지지부에 연결파이프의 하부가 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 2에 있어서,
로어판넬는 상단부에서 하단부까지의 테두리가 휠장착부의 테두리를 따라 매칭되어 휠장착부에 결합된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
연결파이프는 폐쇄형 단면을 가지는 다각형으로 형성되고, 어퍼판넬에는 연결파이프의 외측면으로 연장되어 연결파이프와 오버랩되는 연장단부가 형성된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
어퍼판넬과 연결파이프는 마주하는 면이 서로 매칭되어 결합된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
일단부가 어퍼판넬에 결합되고 타단부가 연결파이프에 결합되어 어퍼판넬과 연결파이프를 연결시키는 브라켓이 마련된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
연결파이프는 복수로 구성되어 어퍼판넬과 마주하는 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.
청구항 1에 있어서,
로어판넬, 어퍼판넬, 연결파이프를 감싸도록 형성되고, 로어판넬, 어퍼판넬, 연결파이프의 외측에서 감싸면서 결합되는 사이드아웃터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조립 구조.